深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用

原 文 濤

(山西省煤炭地質(zhì)148勘查院，山西 太原　030053)

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深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用

原 文 濤

(山西省煤炭地質(zhì)148勘查院，山西 太原030053)

論述了地球物理勘查在深部金屬礦產(chǎn)資源勘查中的重要性，并以某省鐵礦區(qū)為研究對(duì)象，介紹了地球物理勘查方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用，指出該方法在深部金屬礦產(chǎn)尋找中有一定的可行性與有效性。

地球物理勘查，深部金屬，礦產(chǎn)資源，鐵礦

伴隨著人類城市文明的興起，在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的過(guò)程中，對(duì)地表實(shí)施了不科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用，造成了資源枯竭、能源損失、生態(tài)破壞、環(huán)境污染等問(wèn)題；以礦產(chǎn)為例，資源利用過(guò)多，找礦也變得更加困難，不合理的應(yīng)用，造成了極大的浪費(fèi)；目前來(lái)看，這種生態(tài)平衡的破壞和環(huán)境污染方面的問(wèn)題，已經(jīng)給人類的生存帶來(lái)了嚴(yán)重威脅；因此，需要從技術(shù)上、方法上有新的研究與實(shí)踐，從而提升找礦能力。以下就從地球物理勘查與應(yīng)用方面，對(duì)深部金屬礦產(chǎn)資源勘查工作方面的問(wèn)題展開(kāi)具體討論與說(shuō)明。

1　地球物理勘查在深部金屬礦產(chǎn)資源勘查中的價(jià)值

在深部地學(xué)填圖、優(yōu)選深部找礦靶區(qū)方面，通過(guò)前者，可以對(duì)規(guī)定區(qū)域內(nèi)的成礦原因及相關(guān)因素進(jìn)行具體明查，進(jìn)一步分析成礦規(guī)律性，從而對(duì)深部礦靶區(qū)進(jìn)行合理選定。通過(guò)地球物理勘查方法，可以對(duì)上部沉積層構(gòu)造特點(diǎn)加以探知，并對(duì)礦區(qū)的整個(gè)風(fēng)化程度、基底情況加以明確；另一方面，能夠?qū)ι畈康牡厍蛭锢砬闆r進(jìn)行反演模型構(gòu)建，然后，對(duì)其展開(kāi)具體的分析、評(píng)估、確定；以金屬礦產(chǎn)資源為例，主要是與地底巖漿作用關(guān)系密切，所以，透過(guò)這種特殊性，能夠利用巖漿運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)金屬礦產(chǎn)的成因進(jìn)行細(xì)致分析；另外，通過(guò)深部巖性填圖，可以對(duì)賦礦層位進(jìn)行確定。

地下淺表的金屬礦產(chǎn)資源形成，與地球的演化形成關(guān)系較大，比如，與深部物質(zhì)、能量交換關(guān)系就非常密切，所以，關(guān)系到地殼運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)構(gòu)造、物質(zhì)形態(tài)、空間展布等深層動(dòng)力過(guò)程及發(fā)展知識(shí)，因此，傳統(tǒng)的尋礦方法很難滿足這種需要。通常需要天然地震、大地電磁等大探測(cè)濃度方法加以完成。

通過(guò)航空探測(cè)、地球物理方法可以對(duì)學(xué)部隱伏的盲礦體進(jìn)行探測(cè)，主要是以航空磁法測(cè)量，然后通過(guò)鉆孔設(shè)計(jì)、礦石分析來(lái)進(jìn)行具體評(píng)估。

2　應(yīng)用分析

2.1工程概況

以某省鐵礦區(qū)作為研究對(duì)象，主要是平原丘陵，屬于第四系覆蓋處，地勢(shì)平緩、中部山脈主峰處，海拔最高為298.8 m，最低為100 m；礦床屬沉積變質(zhì)型鐵礦，以C1-4層礦為準(zhǔn)，C2占80%儲(chǔ)量，長(zhǎng)340 m，寬500 m～900 m,平均厚度28.5 m，埋深0 m～550 m。

2.2技術(shù)

采用CSAMT法，即可控源音頻大地電磁法，屬于人工源頻率域探測(cè)法；采用張量、矢量、標(biāo)量3種方式進(jìn)行測(cè)量；在場(chǎng)源方式方面，有磁偶極源、電偶極源，本次研究選取后者；從原理方面看，主要是以音頻在地電磁法、在地電磁法為基礎(chǔ)，透過(guò)向地下引入某一音頻范圍的諧變電流，然后，再利用頻率變化值進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)采集、分析，其條件需具備足夠的抗干擾能力、分辨能力、電性差異等。

2.3應(yīng)用分析

在應(yīng)用中，包括勘查方法與數(shù)據(jù)解釋兩大部分，前一部分包括工作儀器設(shè)備的準(zhǔn)備、測(cè)線的布置、對(duì)所完成的工作量的統(tǒng)計(jì)、分析、質(zhì)量評(píng)估以及數(shù)據(jù)處理；后一部分主要是磁法數(shù)據(jù)正演模擬、地球物理信息的綜合處理。以下進(jìn)行具體說(shuō)明。

工作儀器包括第四代可控源(USA，Zonge工程公司生產(chǎn))、天然場(chǎng)源電法、電磁法探測(cè)多通道接收機(jī)；在本次研究中鐵礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件、磁測(cè)量結(jié)果需要綜合起來(lái)，全面考慮，然后選擇與其相適應(yīng)的C1，C2線，對(duì)可控音頻大地電磁法勘查，從C1線方面看，它的磁測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果正負(fù)異常成對(duì)出現(xiàn)且實(shí)現(xiàn)了對(duì)該區(qū)域的穿越；以南—北方向，對(duì)最大正異常區(qū)的穿越最為明顯；而在C2線，最終達(dá)到了0值線的磁異常數(shù)值。所以，透過(guò)兩線的測(cè)量，可以判斷測(cè)線布置的方向，以從南到北為宜，具體的測(cè)量距離中各點(diǎn)實(shí)距為40 m，C1線布置41個(gè)點(diǎn)、C2線為40個(gè)點(diǎn)，二者與AB極矩前者為1.4 km，后者為1.2 km。另一方面，在共計(jì)81個(gè)測(cè)點(diǎn)中，可以選擇其中的7點(diǎn)進(jìn)行檢查，C1選2點(diǎn)，其他5點(diǎn)為C2線上點(diǎn)；比例占到總測(cè)點(diǎn)的8.6%，符合標(biāo)準(zhǔn)；然后，采集點(diǎn)檢查的日期不同，區(qū)域相同，要求均勻分布，經(jīng)檢查，電阻率相對(duì)誤差在4.6%<5%均方差，因此，此次測(cè)線布置符合要求。另外，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的具體處理，C1線異常原因在埋深300 m處，存在高阻異常(21點(diǎn)～51點(diǎn)、長(zhǎng)方形、其上250 m存在低電阻率、為第四系覆蓋)，初步判斷為閃長(zhǎng)巖侵入體；C2線則以可控音頻大地電磁法反演電阻率斷面為準(zhǔn)(1點(diǎn)～11點(diǎn)、其下100 m高阻體；11點(diǎn)～78點(diǎn)，600 m內(nèi)視電阻率形態(tài)基本一致；600 m～1 100 m內(nèi)存在高阻體、為層狀，右側(cè)增長(zhǎng)顯著，推測(cè)11點(diǎn)～21點(diǎn)間存在含水構(gòu)造，1點(diǎn)～11點(diǎn)為接觸帶)。

通過(guò)磁法數(shù)據(jù)正演模擬，可以得到一個(gè)強(qiáng)磁性體的圓形地質(zhì)模型，具體來(lái)看，磁強(qiáng)度為(800×0.01)A/M、埋深為-350 m、半徑為200 m，磁傾角垂直于地面且向下。通過(guò)正演模擬，可以得到M2寬度為400 m(以上數(shù)據(jù)均為大約數(shù)),M5區(qū)剖面半定量解釋方面，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得到狹長(zhǎng)形狀等效地質(zhì)體，磁強(qiáng)度為(700×0.01)A/M、埋深為-350 m，長(zhǎng)度為500 m(以上數(shù)據(jù)均為大約數(shù))，磁化角垂直向下，偏于北，正演模擬推測(cè)出M5異常為強(qiáng)磁體性所造成，主要是埋深較淺引起。另一方面，在通過(guò)下沉模擬完成數(shù)據(jù)解釋原因推測(cè)之后，就需要采用地球物理信息綜合處理的方法來(lái)進(jìn)行評(píng)估與判斷；根據(jù)上面的分析可以知道南—北方向、第四系覆蓋、礦體露頭明顯、電阻率已知、地質(zhì)構(gòu)造情況可以進(jìn)行推測(cè)：在C1線地質(zhì)斷面圖中，有黃地—砂土—粘土(300 m)、閃長(zhǎng)巖體(300 m～100 m)、外側(cè)為片麻巖～混合片麻巖組成，推斷出其右側(cè)、下方可能存在鐵礦；在C2線方面，300 m埋深范圍構(gòu)造相同，而在300 m～900 m范圍，則以黃崗巖～片麻巖為準(zhǔn)，推測(cè)其可能存在礦化體，勘查結(jié)果表明，800 m埋深處有磁鐵礦化體，說(shuō)明此次對(duì)地球物理勘查技術(shù)的應(yīng)用具有效果，實(shí)證了它的可行性、有效性。

3　結(jié)語(yǔ)

在新的時(shí)代就要堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)、因時(shí)制宜，真正貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念。通過(guò)上面的分析，可以了解到深部金屬礦產(chǎn)尋找的難度，也對(duì)地球物理勘查的方法有了新的認(rèn)識(shí)，另一方面，也更好的理解了地球物理勘查方法在深部金屬礦產(chǎn)資源勘探方面的應(yīng)用情況，但是，還需要進(jìn)一步提升在勘查方面的靈活性，并為深部金屬礦產(chǎn)資源勘探工作提供更好的方法；另外，應(yīng)該加大技術(shù)的研究，從而提高在該領(lǐng)域的技術(shù)突破，因?yàn)閺哪壳暗馁Y源能源利用來(lái)看，我國(guó)還相對(duì)落后，需要進(jìn)一步提升利用效率與開(kāi)發(fā)能力。

[1]張焱,周永章.奇異性理論在欽杭成礦帶(南段)龐西垌銀金礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(9)：12-13.

[2]吳海波.淺談如何利用礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作手段推動(dòng)礦產(chǎn)資源的勘查[J].黑龍江科技信息,2015(17)：77-79.

[3]蔣健明,汪應(yīng)宏,李建設(shè)，等.礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)減免過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策討論：以安徽省補(bǔ)償費(fèi)減免規(guī)范為例[J].中國(guó)礦業(yè),2015(1)：35-39.

[4]郭廣禮,朱曉峻,查劍鋒，等.基于等價(jià)采高理論的固體充填采煤沉陷預(yù)計(jì)方法[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2014(10)：182.

[5]陳建平,王功文,侯昌波,等.基于GIS技術(shù)的西南三江北段礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)[J].礦床地質(zhì),2016(1)：88-89.

Geophysical survey and application of deep metal mineral resources

Yuan Wentao

(Shanxi Coal Mine Geology No.148 Survey Institute, Taiyuan 030053, China)

The paper discusses the importance of geophysical survey in deep metal mineral resources survey. Taking the provincial iron ore as the research target, it introduces the application of geophysical survey method in actual engineering, and points out that method has certain feasibility and effectiveness in deep metal mineral resources seeking.

geophysical survey, deep metal, mineral resources, iron ore

1009-6825(2016)25-0080-02

2016-06-15

原文濤(1973- )，男，工程師

P631

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